随着高校招生数量的增加、生源质量和学生学习目标的多样化，传统微生物学实验教学内容和实验教学模式不再能满足学生的个性化学习需求^[1]，因此基于学生对新兴媒体技术的极大兴趣，在充分把握微生物学核心操作技术的前提下，针对目前实验教学模式存在的主要缺陷，以教学内容和教学手段改革为切入点，在丰富微生物学实验教学资源的基础上，构建符合"因材、因需"人才培养理念的实验教学模式^[2-3]，以提高微生物学实验教学效果，为学生后续专业课的学习和就业竞争力的提升奠定良好的基础，为实验性学科课程教学改革提供可借鉴的经验。

1 传统微生物学实验教学存在的不足

微生物学实验是微生物学课程的重要组成部分，是诸如生物工程、食品科学与工程、食品质量与安全、制药工程、生物技术等专业的专业基础课程，近年来随着招生规模的扩大、学习媒体多样性的增加及学生就业领域的拓展，不仅以验证性实验为主、综合性实验为辅的传统微生物学实验内容不能体现微生物研究新技术，而且在限定时间内按照固定实验步骤进行实验操作的教学方式也远不能满足复合型和创新型人才的培养^[4]。具体而言，传统的微生物学实验教学模式已凸显出如下问题：(1)不同学生的学习能力及职业规划不同，毕业后的就业领域不同，因此对微生物学知识、技能的需求重点不同，传统的实验内容无法满足学生的个性化需求。(2)固定实验时间的教学模式无法与信息技术的快速发展相适应，无法满足学生对自主安排学习时间和空间的渴求。(3)传统的实验教学模式在单位教学时间内的信息量及学生动手操作的机会较少，无法满足复合型、应用型技能人才培养的需求。

为了实现"因材、因需"施教，培养合格人才的目标，解决微生物学实验教学内容的增加、难度加大与大规模招生带来的生源质量多样化的矛盾，解决应用人才对微生物学操作技能需求的加大与实验教学时数不断减少的矛盾，本论文以项目驱动为核心，采用加强线上自学、课内和课外实验相结合的教学方式，解决班级多、学时不足、学生学习积极性差、不同学生学习目标存在差异等问题，以增强专业基础课在人才培养中的作用。

2 基于项目研究的实验教学过程 2.1 微型科研项目的选择

为了达到基本技能与前沿技术的结合，在夯实基本操作技能的同时培养学生的科研和创新思维，提高学生解决复杂问题的能力，课题组主要遵循如下原则选择微型科研项目作为微生物学实验内容：(1)特色原则：将我校各专业的办学积淀和学科优势与学科前沿实验操作技术结合，既体现专业特色，又使学生了解和掌握微生物学科的发展动态。(2)层次性原则：在调查学生学习微生物学目的的基础上将学生分组，实验内容按照一定的能力层次分为基本模块和提高模块，基本模块的实验项目要求所有学生学习完成，提高模块的实验项目为学有余力的学生准备，以达到个性化培养人才的目的。(3)一体化原则：为了提高学生的专业综合素质和创新能力，弥补课内实验教学学时数少、教学内容不够全面的缺陷，采用教学内容相互衔接的一体化原则，将课内实验和课外科研训练关联考虑。(4)可操作性原则：实验教学需要实验室、实验材料、师资队伍等硬件，需要先进的教学理念、教学方法、管理制度等软件，改革需要兼顾可操作性原则，以保证改革效果。

在上述原则下，课题组依据各专业培养目标，为食品质量与安全专业、生物技术专业、食品科学专业和制药工程专业分别选择了"基于微生物指标的桶装饮用水质量调查"、"产淀粉酶菌株筛选鉴定"、"糯米面粉优势发酵酵母菌株筛选鉴定"、"酵母菌发酵培养基优化"、"抗生素抗性菌株分离鉴定"等微型科研项目，围绕不同项目设计实验内容，将实验技能贯穿于整个项目研究过程中，使学生在得到系统实验技能训练同时，得到完成一个科研项目应具备的基本素质的培养。

2.2 在线学习资源的推送和课前预习

桶装纯净水是目前城市家庭的主要饮用水源，从微生物学角度看，如何饮用桶装水才能保证健康，许多学生不明白或不完全明白，因此我们选择了"基于微生物指标的桶装饮用水质量调查"微型科研项目，这样的项目既贴近生活实际，又能将微生物学基本操作技能贯穿其中，而且能够继续拓展为采用DNA分子标记进行菌相分析、优势菌种鉴定的学生科研项目或毕业论文题目。现以此为例介绍在线学习资源的准备。

2.2.1 实验流程及相关实验技能的解析

实验流程及相关实验技能解析是推送到线上的第一部分学习资料，是指导学生完成微型科研项目的总体思路和研究步骤，是学生学习相关实验技能的总体概括。根据饮用水卫生检验细菌总数测定的国家标准及相关研究内容拓展，制定图 1所示的实验流程^[5-6]，涉及的相关实验操作技能见表 1。

将上述实验流程推送给学生的同时，引导学生查阅食品卫生要求相关指标测定的国家标准，使学生明确国家对食品安全的重视和要求，深刻认识食品安全的重要性，增强专业学习信心，培养学生职业精神和责任。同时要求学生掌握食品检测取样的要求和过程，并以自己经常饮用的桶装纯净水为对象进行采样，以提高学生完成项目和相关实验操作的积极性。

在不同品牌纯净水细菌总数测定过程中，涉及到微生物相关研究或工作必须掌握的基本操作能力，包括培养基的制备、灭菌、无菌操作、接种、培养等。与以往实验教学的安排相比，由于有了明确的与日常生活紧密相连的实验目标，学生非常期待目标的实现，因此学生做实验更积极、更认真。

课程组将"基于微生物指标的桶装饮用水质量调查"项目涉及的实验内容设置了两个层次，第一层次为基本实验项目模块，该模块从取样到菌落总数测定，是所有学生均要学习掌握的内容；第二层次为深入研究拓展模块，包括菌相分析、优势菌株鉴定和菌种保藏，该模块为有兴趣进行课外科研或选做毕业论文的学生准备。

2.2.2 数字资源的制作

为了引导学生课前线上自主学习，我们按照上述实验流程涉及的实验步骤和基本操作技能收集、制作相应的网络资源，包括必读的文献资源和操作视频(表 2)。

2.2.3 课前线上预习

一般情况下，微生物学实验课在理论课讲授4周之后进行，在该段时间内要求学生利用推送的线上学习资源，按照表 2顺序依次进行学习，在学习过程中随时利用微信平台进行生生、师生相互交流，并独立完成相应思考题(表 3)，并按要求撰写预习报告，在此基础上分组进行课堂实验。

2.3 实验教学的组织

微型科研项目"基于微生物指标的桶装饮用水质量调查"涉及的第一层次实验内容，是需要学生利用课堂实验教学时间完成的模块，即在学生预习的基础上，按照每小组两人的分组方法进行课堂实验教学，每名指导教师指导6-7小组学生。在每个环节学生动手实验之前，教师采用提问的方式抽查学生是否掌握实验原理和实验步骤，采用演示的方式抽查学生是否掌握主要实验操作技能，并根据学生回答问题和演示操作的具体情况，对实验涉及的相关基本知识、基本理论和基本技能进行补充讲解，对操作要点进行概括和总结，使学生进一步深刻理解和掌握实验的目的和意义，明确实验的步骤和注意事项。之后学生完成相应的实验内容，教师采用巡视的方式对全体学生实验过程操作的规范性、正确性进行监督检查和辅导，以减少实验过程的失误，保证微型研究项目实验结果和结论的准确。

第二层次的实验项目是拓展训练内容，根据选修学生的数量，将学生分为4-6人的小组，在线上资源学习的前提下，撰写每个环节相应的实施方案，在师生讨论实施方案可行的基础上，在第一层次实验内容结束之后采用学生自主安排实验时间，教师不定时检查和辅导的方式完成。

2.4 实验结果的呈现和学生成绩的确定

依托微型科研项目在完成基础实验模块时，要求学生分环节撰写实验报告，学习实验报告写作方法，分析实验中存在的问题，在此基础上提交一份小论文式的综合性实验报告，该报告的撰写重点是实验结果的分析与讨论，即分析所检样品是否符合纯净水的细菌指标，分析不符合的原因并提出相关的改进建议，将有新见解的综合报告与全班学生分享，以形成一个闭合的教学过程，提高学生的学习积极性。该模块成绩的评定分为两部分，各环节撰写的实验报告占60%，综合性实验报告占40%，并按7:3的理论课成绩与实验课成绩比例计算微生物学课程总成绩。

对于完成拓展训练内容的学生，要求在实验过程中进行详细的实验记录，使学生逐渐形成随时记录实验现象和结果的习惯，更明白实验记录是我们追溯实验过程、分析实验结果的唯一依据，是相当重要的科研文件。在实验内容全部完成之后，学生要撰写结题报告并PPT汇报，并以指导教师为主、答辩教师为辅根据学生完成项目的角色、内容和水平，给出各小组不同学生的成绩，该成绩记为学生综合素质学分。拓展训练内容一方面是训练学生撰写结题报告基本能力和汇报研究结果的基本素质，另一方面形成的图表和实验结果是很好的教学素材，可引起下届学生学习该课程的好奇心，也是下一届学生选择实验对象的主要依据。

3 教学效果

为了激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习的习惯和能力，锻炼学生的创新思维，此次微生物学实验教学改革依据教学系统设计原理，通过分析学习者专业特征、学习能力及兴趣，根据微生物学操作训练的基本要求，紧密与生产、生活联系以微型科研项目的方式设计复合型创新型的实验教学内容，并在提供丰富数字资源的基础上，采用加强线上自学的新模式完成实验教学内容，发现62%学生更喜欢该教学模式，21%学生认为线上学习需要消耗大量的时间，所以更喜欢教师讲解、演示，然后学生按部就班进行操作的传统的实验教学模式，其余学生认为两种模式均可。多数学生认为通过线上自学和线下实验内容的完成已经熟练掌握了微生物研究的最基本操作技能，并在数字资源的学习过程中提高了文献阅读和归纳总结的能力。此外在频繁互动过程中，增进了师生感情，学生不仅在遇到学业问题时乐于与教师交流，生活中的纠结也乐于与教师沟通，因此教师对学生的影响范围逐步扩大，影响力逐步越强，也使越来越多的学生坚定了在微生物学领域进行继续深造或职业发展的信念。